Variacioncompensada's Blog

Energía solar y costo de la intermintencia | julio 2, 2011

R. Fischer

He escrito en el pasado que me parecía que la energía solar era una de las fuentes potenciales de energía importantes en nuestro futuro, una vez que los costos de producir paneles fotovoltaicos caigan a niveles más razonables. Un artículo interesante de hace dos semanas en el NBER de Gautam Gowrisankaran, Stanley S. Reynolds y Mario Samano, Intermittency and the Value of Renewable Energy examina cuidadosamente los distintos costos y ganancias de un requisito mínimo de producción eléctrica de origen solar.

Los autores hacen un estudio detallado sobre los costos de establecer requisitos mínimos de energía solar de 10%, 20% y 30% en Tucson, Arizona, uno de los lugares más soleados y desérticos de los Estados Unidos, y por lo tanto, lo mejor posible para este tipo de energía. Según sus cálculos, que son extremadamente cuidadosos, el costo promedio de generación solar sería un 300% mayor que el de la generación con GNL. Es decir, aproximadamente $193/MWh contra $58/MWh para una central de ciclo combinado (nuestros costos de la energía de centrales de ciclo combinado son mucho más altos, pues conseguimos el GNL a un valor mucho mayor). A este costo se le debe descontar el de las reducciones en el costo de transmisión, pero se le debe agregar el costo de la intermitencia no prevista (una nube que reduce la energía producida) y el de la intermitencia predecible, como se verá. Además, se le debe restar el valor de las reducciones en la emisión de CO2.

En todo caso, la energía solar es cara actualmente, debido a los elevados costos de los paneles fotovoltaicos. Sin embargo se espera que éstos caigan en el futuro mediano a un 40% del valor actual de US$5/W. Hay otro costo importante, debido a la intermitencia de la generación solar. El problema se debe a que el perfil de producción de energía es distinto del perfil de consumo. La siguiente figura, proveniente del artículo, muestra la demanda de energía y la producción de energía fotovoltaica:

Debido a las diferencias entre el perfil de producción y demanda por energía, hay horas sin producción, o con producción muy baja. En un sistema en que existen reservas acumulables eso no es problema: es el caso de sistemas eléctricos con centrales hidroeléctricas asociadas a embalses. En ellos, cuando producen a full las centrales fotovoltaicas, se puede reducir el consumo de agua de los embalses, ahorrándola para momento en que los paneles solares no generan. Es decir, las centrales solares y las de embalse son complementarias, lo que debería reducir la oposición ambientalista a ellas.

En sistemas como los de Tucson o el Norte de Chile, donde no hay embalses, hay que disponer de capacidad de reserva de otro tipo: por ejemplo, en centrales adicionales de ciclo combinado, por lo que no se ahorran muchos costos de capital al instalar centrales solares, y esto aumenta los costos. Sin embargo, los autores demuestran que este aumento de costos no es demasiado importante: 1.5-8% del costo de producción fotovoltaica.

Finalmente, los autores presentan un cuadro con distintos valores de los beneficios estimados de reducción en las emisiones de CO2, para distintos niveles de regla de producción fotovoltaica, y los valores de los paneles fotovoltaicos que harían que la medida fuera neutral:

Por ejemplo, en la tabla, si el requisito fotovoltaico es de un 10% de la producción, y el beneficio de la reducción de emisiones es de Us$25/ton, el requisito no tiene costos sociales si el costo de las celdas fotovoltaicas es de US$1,98/W, un 40% de su valor actual. Es interesante que este costo decrece para restricciones mínimas más elevadas (20 0 30%) cuando el costo de CO2 es elevado. El motivo es que los requisitos más estrictos desplazan la producción de centrales térmicas alimentadas por carbón, las que emiten mucho más CO2 por unidad de energía producida que las centrales de ciclo combinado

En base a este artículo Se puede ser cautamente optimista y pensar que si se reducen sustancialmente los costos de los paneles fotovoltaicos, la generación solar podría ser competitiva en el Norte si se consideran los ahorros en transmisión (debido a que las centrales se pueden ubicar cerca de la demanda), y valorando los ahorros en las emisiones de CO2 en un valor más o menos alto.

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